CN110100376B - 转子和马达 - Google Patents

Abstract

一种转子，其具有第1旋转体和第2旋转体。构成为，所述第1旋转体具有第1转子铁芯以及沿周向排列的多个第1磁铁。所述第1旋转体的外侧面具有弯曲为圆弧状并且沿周向排列的多个第1外侧面。所述第1外侧面是所述第1磁铁的外侧面或所述第1转子铁芯的外侧面。所述第2旋转体位于比所述第1旋转体靠轴向下侧的位置，具有第2转子铁芯以及沿周向排列的多个第2磁铁。所述第2旋转体的外侧面具有弯曲为圆弧状并且沿周向排列的多个第2外侧面。所述第2外侧面是所述第2磁铁的外侧面或所述第2转子铁芯的外侧面。所述第1外侧面的曲率半径与所述第2外侧面的曲率半径不同。

Description

转子和马达

技术领域

本发明涉及转子和马达。

背景技术

在现有的无刷马达所使用的转子中，为了抑制在马达旋转时产生的齿槽扭矩，有时采用以下结构：将转子在轴向上分割为两部分，使上下的转子中的永久磁铁的配置在周向上错开。例如在专利文献1中，存在以下结构：在长度方向上被分割为第1分割体和第2分割体这两部分，将多条永久磁铁在长度方向上按照彼此左右相反的朝向配置。在使用这种结构的内转子的马达中，通过使永久磁铁的磁极的边界伪倾斜而抑制了马达的齿槽效应。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-324867号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述结构的转子中，由于内转子的表面的永久磁铁的形状特殊，因此磁通的流动变得复杂，存在难以得到适当的磁特性等课题。

用于解决课题的手段

本发明的例示的第1发明是一种转子，其具有沿着在上下方向上延伸的中心轴线排列的第1旋转体和第2旋转体。构成为，所述第1旋转体具有：第1转子铁芯，其呈以所述中心轴线为中心的筒状；以及多个第1磁铁，它们沿周向排列。所述第1旋转体的外侧面具有在俯视时弯曲为圆弧状并且沿周向排列的多个第1外侧面。所述第1外侧面是所述第1磁铁的外侧面或所述第1转子铁芯的外侧面。所述第2旋转体位于比所述第1旋转体靠轴向下侧的位置，所述第2旋转体具有：第2转子铁芯，其呈以所述中心轴线为中心的筒状；以及多个第2磁铁，它们沿周向排列。所述第2旋转体的外侧面具有在俯视时弯曲为圆弧状并且沿周向排列的多个第2外侧面。所述第2外侧面是所述第2磁铁的外侧面或所述第2转子铁芯的外侧面，所述第1外侧面的曲率半径与所述第2外侧面的曲率半径不同。

发明效果

根据上述本发明的例示的第1发明，通过采用第1外侧面与第2外侧面的曲率半径不同的形状，能够减少在包含转子的马达进行驱动时产生的扭矩波动。另外，在第1外侧面和第2外侧面为磁铁的外周面的情况下，磁铁的形状比较简单，因此能够抑制磁通的流动复杂化，能够成为易于得到适当的磁特性的结构。另一方面，在第1外侧面和第2外侧面为转子铁芯的外周面的情况下，能够使磁铁的形状为长方体等简单的形状，因此能够成为易于得到适当的磁特性的结构。

附图说明

图1是马达的外观立体图。

图2是马达的剖视图。

图3是实施方式的转子的立体图。

图4是实施方式的第1磁铁的剖视图。

图5是实施方式的第2磁铁的剖视图

图6是变形例1的转子的立体图。

图7是变形例2的转子的立体图。

图8是变形例3的转子的立体图。

图9是变形例4的转子的立体图。

图10是变形例5的转子的立体图。

图11是变形例5的转子的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式和变形例进行说明。但是，以下说明的实施方式和变形例仅是本发明的一例，并不限定性地解释本发明的技术范围。另外，在各附图中，对相同的结构要素标注相同的标号，有时省略其说明。

在以下的说明中，将马达中的转子进行旋转的中心轴线设为C。将中心轴线C所延伸的方向设为上下方向。但是，本说明书中的上下方向仅是为了说明而使用的用语，并不限定实际的位置关系和方向。即，重力方向不必一定是下方向。另外，在本说明书中，将与马达的旋转轴线平行的方向称为“轴向”，将与马达的旋转轴线垂直的方向称为“径向”，将沿着以马达的旋转轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。

另外，在本说明书中，“沿轴向延伸”除了包含严格地沿轴向延伸的状态之外，也包含沿在相对于轴向不到45度的范围内倾斜的方向延伸的状态。同样地，在本说明书中，“沿径向延伸”除了包含严格地沿径向延伸的状态之外，也包含沿在相对于径向不到45度的范围内倾斜的方向延伸的状态。另外，“直线”除了包含没有凹凸的笔直的线段之外，也包含具有一些凹凸或弯曲的线段。另外，“相同”或“同一”不仅包含完全相同的情况，也包含足以达成本发明主旨的程度的具有一些差异的情况。

<1.实施方式>

本实施方式的马达例如被用作电动助力转向用的马达等。图1是本实施方式的马达1的外观立体图。图2是马达1的剖视图。如图1和图2所示，马达1具有壳体2、转子3、定子4、轴5、上侧轴承61、下侧轴承62以及轴承保持架7。如图1所示，能够从外侧视觉确认壳体筒部21、壳体底部22以及轴5。

如图2所示，壳体2具有壳体筒部21和壳体底部22。壳体2由金属等导电性的材料构成。壳体2收纳转子3、定子4、轴5、上侧轴承61、下侧轴承62以及轴承保持架7。另外，“收纳”包含被收纳物整体位于收纳物的内侧的情况和被收纳物的一部分位于收纳物的内侧的情况这两种情况。壳体2在上侧开放。

壳体筒部21呈以中心轴线C为中心的圆筒状。在壳体筒部21内配置有大致圆板状的轴承保持架7。壳体筒部21的内周面与轴承保持架7的外周面和定子4的外周面接触。壳体筒部21与轴承保持架7和定子4被固定起来。

另外，壳体筒部21形状可以不必是圆筒状，只要是能够将定子4和轴承保持架7固定于其内周面的形状，也可以是箱形等任意的形状。另外，壳体筒部21也可以是将圆筒形和箱形等其他形状组合而成的形状。壳体筒部21的内周面可以不是在整周范围内与定子4和轴承保持架7接触，可以是内周面的一部分与定子4和轴承保持架7接触。另外，也可以是壳体筒部21与轴承保持架7不必接触的结构，例如，也可以采用轴承保持架7配置于壳体筒部21的上侧的结构。换句话说，壳体2也可以不必收纳轴承保持架7。

壳体底部22配置于定子4的下侧。壳体底部22支承下侧轴承62。壳体底部22具有沿轴向贯通壳体底部22而供轴5贯穿插入的输出轴孔23。

另外，在本实施方式中，壳体2与轴承保持架7是不同的部件。也可以是，壳体筒部21和轴承保持架7是一个部件，壳体底部22是不同的部件。另外，也可以是，壳体筒部21、壳体底部22以及轴承保持架7分别是不同的部件。

轴承保持架7呈圆板状。轴承保持架7配置于定子4的上侧。轴承保持架7在中心轴线C的周围具有开口部71。开口部71是沿轴向贯通轴承保持架7的贯通孔。轴5的至少一部分位于开口部71的内侧。轴承保持架7支承上侧轴承61。轴承保持架7的外周面与壳体筒部21的内周面接触，轴承保持架7固定于壳体筒部21。在本实施方式中，轴承保持架7通过热压配合而固定于壳体筒部21。另外，轴承保持架7也可以通过压入等其他方法而固定于壳体筒部21。

定子4配置为在壳体2的内侧并且转子3的径向外侧与转子3对置。即，定子4在周向上包围转子3。定子4具有定子铁芯(省略图示)、绝缘件41以及线圈42。定子铁芯是由将电磁钢板沿轴向层叠而成的层叠钢板形成的。在本实施方式中，定子铁芯呈以中心轴线C为中心的圆环状。绝缘件41由树脂等绝缘体形成，安装于定子铁芯。线圈42由隔着绝缘件41卷绕于定子铁芯的导线构成。定子4的外周面固定于壳体2的内周面。

马达1的上侧轴承61和下侧轴承62是球轴承。上侧轴承61和下侧轴承62将轴5支承为能够以中心轴线C为中心沿周向旋转。上侧轴承61被轴承保持架7支承。下侧轴承62被壳体底部22支承。另外，上侧轴承61和下侧轴承62也可以是球轴承以外的种类的轴承。

在本说明书中，将上侧轴承61和下侧轴承62统称为轴承。即，包含有上侧轴承61和下侧轴承62的轴承将轴5和转子3支承为能够旋转。

转子3沿着在上下方向上延伸的中心轴线C排列，安装于轴5的外周。图3是本实施方式的转子3的立体图。

如图3所示，转子3具有沿中心轴线C排列的第1旋转体31和第2旋转体32。第1旋转体31相对于第2旋转体32位于轴向上侧，第2旋转体32相对于第1旋转体31位于轴向下侧。第1旋转体31与第2旋转体32可以接触，也可以稍微分开。但是，在保持架分别保持第1旋转体31和第2旋转体32的情况下，有时由于保持架而导致第1旋转体31与第2旋转体32必然分开。保持架是树脂制的。另外，也可以采用以下结构：通过使用了树脂的模制来代替保持架以对第1旋转体31和第2旋转体32进行保持。

第1旋转体31具有第1转子铁芯311，第2旋转体32具有第2转子铁芯(省略图示)。另外，第1旋转体31具有第1磁铁312，第2旋转体32具有第2磁铁322。第1旋转体31与第2旋转体32在轴向上对置。第1磁铁312和第2磁铁322分别是永久磁铁。另外，在本实施方式中，第1转子铁芯与第2转子铁芯的形状相同，因此省略了图示。

以下，对第1旋转体31和第2旋转体32进行具体说明。但是，由于第1旋转体31和第2旋转体32是类似的结构，因此对于第1旋转体31与第2旋转体32共同的部分，有时仅对一方进行具体说明，省略另外一方的具体说明。

第1旋转体31的第1转子铁芯311和第2旋转体32的第2转子铁芯在包含中心轴线C的位置具有轴贯通孔311a。第1旋转体31的第1转子铁芯311和第2旋转体32的第2转子铁芯在轴贯通孔311a的径向外侧具有多个贯通孔311b。多个贯通孔311b为八个，与第1转子铁芯311的周围的面的数量相同。第1转子铁芯311呈筒状，例如呈多棱柱形状。第1转子铁芯311在与轴向垂直的平面上的截面例如为正八边形等多边形。但是，第1转子铁芯311不必限于多棱柱形状，也可以是圆柱状或其他形状。在本实施方式中，由于第1转子铁芯与第2转子铁芯的形状相同，因此省略了图示。

第1旋转体31与第2旋转体32彼此的周向位置错开。因此，虽然第1转子铁芯311和第2转子铁芯的轴贯通孔311a在第1旋转体31和第2旋转体32中分别连通，但贯通孔311b在第1旋转体31和第2旋转体31中不一定连通。另外，第1旋转体31的第1磁铁312的顶点与第2旋转体32的第2磁铁322的顶点在周向上处于不同的位置。具体而言，第1旋转体31的第1磁铁312和第1转子铁芯311相对于第2旋转体32的第2磁铁322和第2转子铁芯在周向上错开了相位角θ。另外，有时将第1旋转体31与第2旋转体32的周向位置错开的情况称为“具有偏斜”。通过该结构，能够抑制在具有转子3的马达1进行驱动时产生的齿槽扭矩。另外，能够成为容易使从第1旋转体31和第2旋转体32产生扭矩中包含的扭矩波动的相位彼此抵消的结构，能够更有效地降低扭矩波动。

这里，将在转子3以中心轴线为中心旋转时先到达周向的规定的位置的第1磁铁312或第2磁铁322称为周向一侧，将后到达周向的规定的位置的第1磁铁312或第2磁铁322称为周向另一侧。另外，在本说明书中，为了方便，将第2旋转体相对于第1旋转体向周向一侧偏移的规定的角度称为提前角侧，将向周向另一侧偏移的规定的角度称为滞后角侧。

在转子3的一个旋转方向上的第1旋转体31相对于第2旋转体32的周向的位置偏移小于在与旋转方向相反的方向上的第1旋转体31相对于第2旋转体32的周向的位置偏移。即，第1旋转体31的第1磁铁312相对于第2旋转体32的第2磁铁322位于周向一侧。换言之，第2旋转体32的第2磁铁322相对于第1旋转体31的第1磁铁312位于周向另一侧。

在第1旋转体31中，在第1转子铁芯311的外周面上配置有沿周向排列的多个第1磁铁312。如图3所示，多个第1磁铁312例如配置于多边形状的第1转子铁芯311的外周面。在图3的转子3中，第1磁铁312的数量为八个。同样地，在第2旋转体32中，在第2转子铁芯的外周面上配置有沿周向排列的多个第2磁铁322。第1磁铁312与第2磁铁322的数量相同。即，第2磁铁322数量为八个。

图4是与轴向垂直的平面上的第1磁铁312的剖视图。图5是与轴向垂直的平面上的第2磁铁322的剖视图。

如图4所示，第1磁铁312具有第1外侧面312a、第1内侧面312b以及第1连结面312c。第1磁铁312在第1内侧面312b处与第1转子铁芯311接触。第1内侧面312b呈直线状，与第1转子铁芯311的外周面接触。第1连结面312c呈直线状，位于第1外侧面312a的周向之间。第1连结面312c位于相邻排列的第1磁铁312彼此之间。在相邻排列的第1磁铁312中，第1连结面312c彼此分开。

在与轴向垂直的平面的俯视图中，第1磁铁312的第1外侧面312a弯曲为圆弧状。即，第1外侧面312a是截面为圆弧状的弯曲面。第1外侧面312a具有规定的曲率半径R1。

如图5所示，第2磁铁322具有第2外侧面322a、第2内侧面322b以及第2连结面322c。第2磁铁322在第2内侧面322b处与第2转子铁芯接触。第2内侧面322b呈直线状，与第2转子铁芯的外周面接触。第2连结面322c呈直线状，位于第2外侧面322a的周向之间。在相邻排列的第2磁铁322中，第2连结面322c位于彼此对置的位置。在相邻排列的第2磁铁322中，第2连结面322c彼此分开。

在与轴向垂直的平面的俯视图中，第2磁铁322的第2外侧面322a弯曲为圆弧状。即，第2外侧面322a是截面为圆弧状的弯曲面。第2外侧面322a具有规定的曲率半径R2。

如上所述，第1磁铁312和第2磁铁322呈各自的第1外侧面312a和第2外侧面322a弯曲为圆弧状的形状，因此与外周面为特殊形状的磁铁相比，能够防止马达1旋转时的磁通的流动变得复杂。因此，成为在马达1旋转时容易得到适当的磁特性的结构。

第1磁铁312的第1外侧面312a的曲率半径R1与第2磁铁322的第2外侧面322a的曲率半径R2不同。具体而言，第1外侧面312a的曲率半径R1小于第2外侧面322a的曲率半径R2。即，第2外侧面322a比第1外侧面312a平缓地弯曲。另外，由于使第1外侧面312a和第2外侧面322a各自的最外周位置距中心轴线C的距离相等，因此第2连结面322c比第1连结面312c长。

在与轴向垂直的平面中，第1磁铁312的第1外侧面312a的曲率中心、第2磁铁322的第2外侧面322a的曲率中心、以及中心轴线C彼此处于不同的位置。此时，从中心轴线C到第1转子铁芯311的最外周位置的距离R、第1外侧面312a的曲率半径R1、以及第2外周面322a的曲率半径R2彼此不同。在本实施方式中，从中心轴线C到第1转子铁芯311的最外周位置的距离R大于第1外侧面312a的曲率半径R1并且小于第2外周面322a的曲率半径R2。通过采用这样的结构，易于使在第2旋转体32中产生的扭矩波动的相位与在第1旋转体31中产生的扭矩波动的相位相反。因此，易于成为使扭矩波动降低的结构。另外，距离R、曲率半径R1以及曲率半径R2的大小关系不限于此。

第1旋转体31的第1转子铁芯311和第2旋转体32的第2转子铁芯具有朝向径向内侧被切开的槽部311c。槽部311c位于沿周向相邻排列的第1磁铁312彼此以及第2磁铁322彼此之间，沿第1转子铁芯311所层叠的轴向延伸。第1旋转体31和第2旋转体32被插入于该槽部中的保持架(省略图示)保持。例如，第1旋转体31的第1转子铁芯311和第1磁铁312在旋转时也被该保持架稳定地保持。

另外，第1磁铁312也可以是具有第1外侧面312a和第1内侧面312b而不具有第1连结面312c的形状。同样地，第2磁铁322也可以是具有第2外侧面322a和第2内侧面322b而不具有第2连结面322c的形状。

另外，当在俯视时第1转子铁芯311的外周面为圆弧状等弯曲形状的情况下，第1磁铁312的第1内侧面312b也可以不是直线状，而是沿着第1转子铁芯311的外周面弯曲为弓形等的形状。另外，第1内侧面312b也可以是具有直线部分和弯曲部分的形状。

<在转子旋转时产生的扭矩>

在驱动马达1时，利用从外部提供的电力对线圈42通电，通过磁力和电磁力而在定子4和转子3之间产生周向的扭矩。借助该扭矩，转子3相对于定子4以中心轴线C为中心相对旋转。当转子3相对于定子4旋转时，安装有转子3的轴5旋转，从轴5的输出端输出驱动力。

当现有结构的马达1旋转时，依赖于转子3相对于定子4的旋转角度，有时会产生齿槽扭矩，难以顺畅地旋转。另外，有时所产生的扭矩包含扭矩波动，扭矩不稳定。

与此相对，在转子3中，采用了第1旋转体31的第1外侧面312a的曲率半径与第2旋转体32的第2外侧面322a的曲率半径不同的结构。因此，能够实现以下设计：使在第1旋转体31中产生的扭矩波动与在第2旋转体32中产生的扭矩波动彼此为相反的相位。通过使在第1旋转体31和第2旋转体32中产生的扭矩波动为相反的相位，彼此的扭矩波动抵消。即，能够使在包含转子3的马达1进行驱动时产生的扭矩波动减少。另外，只要能够使在第1旋转体31中产生的扭矩波动与在第2旋转体32中产生的扭矩波动抵消，则也可以不必使在第1旋转体31和第2旋转体32中产生的扭矩波动为相反的相位。

另外，在转子3中，由于第1旋转体31与第2旋转体32在周向上错开，因此能够使在包含转子3的马达1进行驱动时产生的齿槽扭矩减少。另外，容易实现使在第1旋转体31中产生的扭矩波动与在第2旋转体32中产生的扭矩波动彼此为相反的相位的设计，能够更有效地减少扭矩波动。

另外，关于外侧面的曲率半径较小的旋转体，齿槽扭矩小，鲁棒性优异。因此，通过在旋转方向上的周向一侧配置外侧面的曲率半径较小的旋转体，能够成为齿槽扭矩小、鲁棒性优异的结构。

在上述的转子3中，在旋转方向上位于周向一侧的第1磁铁312的第1外侧面312a的曲率半径R1小于位于周向另一侧的第2磁铁322的第2外侧面322a的曲率半径R2。通过采用这样的配置，能够成为齿槽扭矩较小的结构。另外，能够有效地减少扭矩波动。

另外，在采用了上述结构的情况下，当转子3相对于定子4向一个方向旋转时以及向相反方向旋转时，所产生的扭矩波动发生变化。因此，特别有效地适用于向一个方向旋转的马达。

<2.变形例>

马达1不限于上述那样的实施方式，也包含能够从上述实施方式考虑得到的各种方式。例如，马达1也可以是以下那样的变形例的结构。在以下的变形例中，省略对与实施方式相同的结构和功能的说明，以与实施方式的不同点为中心进行说明。另外，在具有多个旋转体的结构中，对于在旋转体彼此中共同的特征部分，有时对一个旋转体进行说明，省略对其他旋转体的说明。

<2-1.变形例1>

图6是本发明的一个变形例的转子130的立体图。如图6所示，本变形例的转子130具有沿中心轴线C排列的第1旋转体131和第2旋转体132这两个旋转体。第1旋转体131相对于第2旋转体132位于轴向上侧，第2旋转体132相对于第1旋转体131位于轴向下侧。

第1旋转体131具有以中心轴线C为中心的筒状的第1转子铁芯311和第1磁铁1312。

第1转子铁芯311具有第1内铁芯部311d、第1外铁芯部1313以及第1连结部311e。第1内铁芯部311d位于比第1磁铁1312靠径向内侧的位置。第1外铁芯部1313位于比第1磁铁1312靠径向外侧的位置。第1外铁芯部1313具有与定子4对置的第1外侧面1313a。第1转子铁芯311在第1内铁芯部311d与第1外铁芯部1313之间具有将第1内铁芯部311d和第1外铁芯部1313连起来的第1连结部311e。第1连接部311e位于沿周向相邻排列的第1磁铁312之间。

第1旋转体131在第1内铁芯部311d与第1外铁芯部1313之间具有第1磁铁1312。也就是说，第1转子铁芯311对第1磁铁1312进行保持。通过将第1磁铁1312插入于第1转子铁芯311所具有的沿轴向延伸的贯通孔中，成为图6的状态。

第1磁铁1312是长方体的永久磁铁。由于第1磁铁1312是长方体，因此与外侧面弯曲为圆弧状的磁铁相比，能够比较容易并且廉价地制造。另外，由于长方体的磁铁不需要对表面进行加工，因此与将平面加工为曲面的情况相比，能够以更高的尺寸精度进行制造。因此，能够更准确地调整转子130与定子4的分开距离。由此，能够抑制在包含转子130的马达1中产生的扭矩的偏差等。

在与轴向垂直的平面的俯视图中，第1旋转体131的第1外侧面1313a弯曲为圆弧状。即，第1外侧面1313a是截面为圆弧状的弯曲面。第1外侧面1313a具有规定的曲率半径R1。

与第1旋转体131同样地，第2旋转体132具有第2外铁芯部1323。第2外铁芯部1323具有与定子4对置的第2外侧面1323a。

在与轴向垂直的平面的俯视图中，第2旋转体132的第2外侧面1323a弯曲为圆弧状。即，第2外侧面1323a是截面为圆弧状的弯曲面。第1外侧面1323a具有规定的曲率半径R2。

第1旋转体131和第2旋转体132彼此的周向位置错开。因此，与实施方式的转子3同样地，能够使在包含转子130的马达1进行驱动时产生的齿槽减少。

另外，第1旋转体131的第1外侧面1323a的曲率半径R1与第2旋转体132的第2外侧面1323a的曲率半径R2彼此不同。因此，与实施方式同样地，能够设计为在第1旋转体131中产生的扭矩波动与在第2旋转体132中产生的扭矩波动为相反的相位。由此，能够降低扭矩波动。

这样，不仅实施方式那样的所谓SPM(Surface Permant Magnet：表面永久磁铁)马达，在本变形例那样的所谓IPM(Inner Perman Magnet：内置永久磁铁)马达中，也能够应用本发明的转子。但是，无论是在哪个马达中使用的转子，都是，在各自的旋转体中，磁铁的磁极部的数量与外侧面的数量都相同。另外，磁极部的数量与定子4所包含的齿的数量相同。另外，在各个磁铁具有一个磁极部情况下，磁铁的数量与外侧面的数量相同，但在磁铁构成多个磁极部的情况下，外侧面数量比磁铁的数量多。另外，在由多个磁铁构成一个磁极部的情况下，外侧面的数量比磁铁的数量少。另外，这里所说的磁极部包含由位于相邻的磁铁之间的转子铁芯构成磁极的所谓的伪突极构成磁极部的情况。另外，磁极部包含由磁铁组构成一个磁极部的情况，该磁铁组由一个磁铁或由多个磁铁构成。

<2-2.变形例2>

本变形例的转子230与变形例1的转子130同样地是在所谓IPM马达中使用的转子，但各旋转体的结构不同。但是，本变形例的结构也能够应用于在所谓SPM马达中使用的转子。

图7是本发明的一个变形例的转子230的立体图。如图7所示，本变形例的转子230具有沿中心轴线C排列的第1旋转体231和第2旋转体232这两个旋转体。第1旋转体231相对于第2旋转体232位于轴向上侧，第2旋转体232相对于第1旋转体231位于轴向下侧。

第1旋转体231和第2旋转体232彼此的周向位置错开。因此，与实施方式的转子3同样地，能够使在包含转子230的马达1进行驱动时产生的齿槽减少。

第1转子铁芯311对沿轴向延伸的长方体的第1磁铁2312进行保持。在第1磁铁2312的径向外侧配置有第1外铁芯部2313。

第1外铁芯部2313的外侧面的形状在轴向的上侧和下侧不同。具体而言，第1外铁芯部2313具有位于轴向上侧的第1外侧面2313a和位于轴向下侧的第2外侧面2313b。

在与轴向垂直的平面的俯视图中，第1外侧面2313a弯曲为圆弧状。即，第1外侧面2313a是截面为圆弧状的弯曲面。第1外侧面2313a具有规定的曲率半径R1。

在与轴向垂直的平面的俯视图中，第2外侧面2313b弯曲为圆弧状。即，第2外侧面2313b是截面为圆弧状的弯曲面。第2外侧面2313b具有规定的曲率半径R2。

第2旋转体232具有与第1旋转体231相同的结构。第2旋转体232的第2外铁芯部2323具有位于轴向上侧的第3外侧面2323a和位于轴向下侧的第4外侧面2323b。

在与轴向垂直的平面的俯视图中，第3外侧面2323a和第4外侧面2323b弯曲为圆弧状。即，第3外侧面2323a和第4外侧面2323b是截面为圆弧状的弯曲面。第3外侧面2323a和第4外侧面2323b分别具有规定的曲率半径R2和R1。

即，第1外侧面2313a的曲率半径和第4外侧面2323b的曲率半径为相同的R1，第2外侧面2313b的曲率半径和第3外侧面2323a的曲率半径为相同的R2。曲率半径R1小于曲率半径R2。即，第2外侧面2313b和第3外侧面2323a比第1外侧面2313a和第4外侧面2323b平缓地弯曲。

当采用这样结构的转子230时，能够使转子230为在轴向上对称的结构。因此，无论马达1向哪个方向旋转，都能够得到相同的扭矩波动，因此能够成为不依赖于旋转方向、易于稳定地抑制扭矩波动的结构。

另外，在本变形例的转子230中，中心轴线C、第1外侧面2313a的曲率中心以及第2外侧面2313b的曲率中心排列在与中心轴线C垂直的同一条线上。并且，中心轴线C、第3外侧面2323a的曲率中心以及第4外侧面2323b的曲率中心排列在与中心轴线C垂直的同一条线上。这样，通过采用曲率中心排列在同一条线上的结构，能够抑制磁通的流动在周向上不均匀。由此，即使是第1外侧面2313a的形状与第2外侧面2313b的外侧面的形状不同的结构，也能够得到稳定的磁特性。

另外，也可以采用第1外侧面2313a、第2外侧面2313b、第3外侧面2323a以及第4外侧面2323b分别具有不同的曲率半径的结构。在这样的结构中，能够扩大外侧面的曲率半径的设计自由度，而且能够成为易于抑制扭矩波动的结构。在采用使马达1在正向和反向上产生不同的扭矩的情况下，特别有用。

另外，在本变形例中，举出了一个旋转体具有在轴向上包含两种不同的曲率半径的外侧面的结构的例子，但也可以采用一个旋转体具有包含三种以上的不同的曲率半径的外侧面的结构。

<2-3.变形例3>

本变形例的转子330是与实施方式的转子3类似的在所谓SPM马达中使用的转子，但该转子330具有三个旋转体，这点与实施方式的转子3尤其不同。

图8是本发明的一个变形例的转子330的立体图。如图8所示，本变形例的转子330具有沿中心轴线C排列的第1旋转体331、第2旋转体332以及第3旋转体333这三个旋转体。第1旋转体331位于比第2旋转体332和第3旋转体333靠轴向上侧的位置。第2旋转体332位于比第1旋转体331靠轴向下侧并且比第3旋转体333靠轴向上侧的位置。第3旋转体333位于比第1旋转体331和第2旋转体332靠轴向下侧的位置。即，第2旋转体332配置于在轴向上被第1旋转体331和第3旋转体333夹着的位置。

第1旋转体331、第2旋转体332以及第3旋转体333是与实施方式的第1旋转体31类似的结构。

在第1旋转体331中，在第1转子铁芯311的外周面上配置有沿周向排列的多个第1磁铁3312。在与轴向垂直的平面的俯视图中，第1磁铁3312的第1外侧面3312a弯曲为圆弧状。第1外侧面3312a具有规定的曲率半径R1。

在第2旋转体332中，在第2转子铁芯的外周面上配置有沿周向排列的多个第2磁铁3322。在与轴向垂直的平面的俯视图中，第2磁铁3322的第2外侧面3322a弯曲为圆弧状。第2外侧面3322a具有规定的曲率半径R2。

在第3旋转体333中，在第3转子铁芯的外周面上配置有沿周向排列的多个第3磁铁3332。在与轴向垂直的平面的俯视图中，第3磁铁3332的第3外侧面3332a弯曲为圆弧状。第3外侧面3332a具有规定的曲率半径R3。

第1旋转体331、第2旋转体332以及第3旋转体333彼此的周向位置错开。具体而言，在一个旋转方向上的第1旋转体331相对于第2旋转体332的周向的位置偏移小于在其他旋转方向上的第1旋转体331相对于第2旋转体332的周向的位置偏移。另外，在一个旋转方向上的第2旋转体332相对于第3旋转体333的周向的位置偏移小于在其他旋转方向上的第2旋转体332相对于第3旋转体333的周向的位置偏移。更具体地说，第2旋转体332相对于第1旋转体331的周向的偏移与第3旋转体333相对于第2旋转体332的周向的位置偏移大致相同。这样，通过使三个旋转体的周向位置彼此错开，能够更有效地抑制在包含转子330的马达1进行驱动时产生的扭矩波动。

另外，在以不论旋转方向如何都同样地降低扭矩波动为目的的情况下，优选使第1外侧面3312a与第3外侧面3332a的曲率半径大致相同。

而且，像在实施方式中所说明那样，通过使在旋转方向上位于周向一侧的磁铁的外侧面的曲率半径小于位于周向另一侧的磁铁的外侧面的曲率半径，能够更有效地降低齿槽扭矩。即，通过使第1外侧面3312a和第3外侧面3332a的曲率半径R1小于第2外侧面3322a的曲率半径R2，能够更有效地降低齿槽扭矩。

另外，即使采用在第1外侧面3312a的曲率半径R1、第2外侧面3322a的曲率半径R2以及第3外侧面3332a的曲率半径R3中R2为最大的结构，对降低扭矩波动有一定的效果。

<2-4.变形例4>

本变形例的转子430是与实施方式的转子3类似的在所谓SPM马达中使用的转子，但在该转子430中，磁铁的外侧面的形状不同，这点与实施方式尤其不同。

图9是本发明的一个变形例的转子430的立体图。如图9所示，本变形例的转子430具有沿中心轴线C排列的第1旋转体431和第2旋转体432这两个旋转体。第1旋转体431相对于第2旋转体432配置于轴向上侧，第2旋转体432相对于第1旋转体431位于轴向下侧。

如图9所示，第1旋转体431具有第1磁铁4312，第2旋转体432具有第2磁铁4322。

第1磁铁4312具有与定子4对置的外侧面。第1磁铁4312的外侧面具有排列于周向一侧的第1圆弧面4312a和排列于周向另一侧的第2圆弧面4312b。第1圆弧面4312a具有曲率半径R1。第2圆弧面4312b具有曲率半径R2。

第2磁铁4322具有与定子4对置的外侧面。第2磁铁4322的外侧面具有排列于周向一侧的第3圆弧面4322a和排列于周向另一侧的第4圆弧面4322b。第3圆弧面4322a具有曲率半径R3。第4圆弧面4322b具有曲率半径R4。

当采用这种结构的转子430时，能够使包含转子430的马达1旋转时的扭矩波动减少等。

特别是在以无论旋转方向如何都使扭矩波动同等程度地降低为目的的情况下，优选为，使第1圆弧面4312a与第4圆弧面4322b的曲率半径大致相同，使第2圆弧面4312b与第3圆弧面4322a的曲率半径大致相同。

而且，像在实施方式中所说明那样，通过在旋转方向上的位于周向一侧的磁铁的外侧面的曲率半径小于位于周向另一侧的磁铁的外侧面的曲率半径，能够更有效地降低齿槽扭矩。即，将第1圆弧面4312a和第4圆弧面4322b的曲率半径设为R1，将第2圆弧面4312b和第3圆弧面4322a的曲率半径设为R2，并且使曲率半径R1小于曲率半径R2，由此能够更有效地降低齿槽扭矩。

<2-5.变形例5>

本变形例的转子530与变形例3的转子330类似，但旋转体的轴向长度彼此不同，该点是主要的不同点。

图10是本发明的一个变形例的转子530的立体图。如图10所示，本变形例的转子530具有沿中心轴线C排列的第1旋转体531、第2旋转体532以及第3旋转体533这三个旋转体。第1旋转体531位于比第2旋转体532和第3旋转体533靠轴向上侧的位置。第2旋转体532位于比第1旋转体531靠轴向下侧并且比第3旋转体533靠轴向上侧的位置。第3旋转体533位于比第1旋转体531和第2旋转体532靠轴向下侧的位置。即，第2旋转体532配置于在轴向上被第1旋转体531和第3旋转体533夹着的位置。

在第1旋转体531和第2旋转体532中，各自的轴向长度不同。另外，在第2旋转体532和第3旋转体533中，各自的轴向长度不同。这样，通过在多个旋转体中改变轴向长度，能够防止在马达1的组装工序中错误地安装多个旋转体。另外，也能够防止在向各旋转体安装磁铁时安装错误的磁铁。

更具体地说，在转子530中，第1旋转体531和第3旋转体533的轴向长度大致相同。第1旋转体531和第3旋转体533的轴向长度比第2旋转体532的轴向长度长。另外，在第1旋转体531、第2旋转体532以及第3旋转体533中，各自的转子铁芯与配置在转子铁芯的外周面上的多个磁铁的轴向长度大致相同。

在第1旋转体531、第2旋转体532以及第3旋转体533中，在各自的转子铁芯的外周面上分别配置有沿周向排列的多个第1磁铁5312、第2磁铁5322以及第3磁铁5332。第1磁铁5312、第2磁铁5322以及第3磁铁5332分别具有在与轴向垂直的平面的俯视图中弯曲为圆弧状的第1外侧面5312a、第2外侧面5322a以及第3外侧面5332a。第1外侧面5312a、第2外侧面5322a以及第3外侧面5332a分别具有曲率半径R1、R2以及R3。

通过上述结构，能够使第1旋转体531、第2旋转体532以及第3旋转体533为彼此产生的扭矩波动抵消的结构。因此，能够使包含转子530的马达1进行驱动时的扭矩波动降低。

另外，优选为，使第1旋转体531的第1外侧面5312a的曲率半径R1和第3旋转体533的第3外侧面5332a的曲率半径R3小于第2旋转体532的第2外侧面5322a的曲率半径R2。在这种情况下，成为由于外侧面的曲率半径小因此齿槽扭矩较小并且鲁棒性优异的第1旋转体531和第3旋转体533在轴向上比第2旋转体532长的结构，因此是齿槽扭矩更小并且具有优异的磁特性的结构。

另外，也可以如图11所示，采用第1旋转体631和第3旋转体633的轴向长度比第2旋转体632的轴向长度短的结构。在这样的结构中，也能够在降低齿槽扭矩和降低扭矩波动的方面得到一定的效果。

另外，轴向长度不同的旋转体不一定仅应用于具有三个旋转体的转子，也能够应用于具有两个旋转体的转子或具有四个以上旋转体的转子。在这种情况下，也能够构成磁特性优异的转子等。

另外，在转子530中，只要将第1外侧面5312a的曲率半径和第3外侧面5332a的曲率半径设为R1、将第2外侧面5322a的曲率半径设为R2，就能够成为无论旋转方向如何都降低扭矩波动的结构。

而且，通过使在旋转方向上位于周向一侧的磁铁的外侧面的曲率半径小于位于周向另一侧的磁铁的外侧面的曲率半径，能够更有效地降低齿槽扭矩。即，通过使第1外侧面5312a和第3外侧面5332a的曲率半径R1小于第2外侧面5322a的曲率半径R2，能够更有效地降低齿槽扭矩。

<3.其他>

以上，对本发明的实施方式和变形例进行了具体说明。在上述说明中，仅是作为一个实施方式的说明，本发明的范围不限于该一个实施方式，能够在本领域技术人员可掌握的范围内被广泛解释。例如，上述实施方式和各变形例能够彼此组合来实施。

具体而言，也可以是，将变形例1和变形例2的所谓IPM马达的结构与实施方式或其他变形例组合，使各实施方式为所谓IPM马达的结构。在这种情况下，旋转体的外侧面不是磁铁的外侧面，而是转子铁芯的外侧面。

另外，也可以采用将像变形例2那样第1旋转体231和第2旋转体232的外侧面在轴向上不同的结构与实施方式或变形例3至变形例5中的任意变形例组合而得到的结构等。

上述的实施方式和变形例的组合仅是一例，可以适当组合实施方式和变形例中的任意方式，采用各种方式。

转子所包含的旋转体的数量不必一定是多个，也可以采用具有一个旋转体的结构。在这种情况下，通过采用各个外侧面的曲率半径在轴向的上侧和下侧不同的结构，能够得到与具有多个旋转体的结构类似的效果。

产业上的可利用性

本发明例如能够应用于电动助力转向用等的搭载于车的马达、泵、压缩机等。

标号说明

1：马达；2：壳体；21：壳体筒部；22：壳体底部；23：输出轴孔；4：定子；41：绝缘件；42：线圈；5：轴；61：上侧轴承；62：下侧轴承；7：轴承保持架；71：开口部；3：转子；311：第1转子铁芯；311a：轴贯通孔；311b：贯通孔；311c：槽部；31：第1旋转体；312：第1磁铁；312a：第1外侧面；312b：第1内侧面；312c：第1连结面；32：第2旋转体；322：第2磁铁；322a：第2外侧面；322b：第2内侧面；322c：第2连结面；130：转子；131：第1旋转体；311d：第1内铁芯部；311e：第1连结部；1312：第1磁铁；1313：第1外铁芯部；1313a：第1外侧面；132：第2旋转体；1323：第2外铁芯部；1323a：第2外侧面；230：转子；231：第1旋转体；2312：第1磁铁；2313：第1外铁芯部；2313a：第1外侧面；2313b：第2外侧面；232：第2旋转体；2323：第2外铁芯部；2323a：第3外侧面；2323b：第4外侧面；330：转子；331：第1旋转体；3312：第1磁铁；3312a：第1外侧面；332：第2旋转体；3322：第2磁铁；3322a：第2外侧面；333：第3旋转体；3332：第3磁铁；3332a：第3外侧面；430：转子；431：第1旋转体；4312：第1磁铁；4312a：第1圆弧面；4312b：第2圆弧面；432：第2旋转体；4322：第2磁铁；4322a：第3圆弧面；4322b：第4圆弧面；530：转子；531：第1旋转体；5312：第1磁铁；5312a：第1外侧面；532：第2旋转体；5322：第2磁铁；5322a：第2外侧面；533：第3旋转体；5332：第3磁铁；5332a：第3外侧面；630：转子；631：第1旋转体；632：第2旋转体；633：第3旋转体。

Claims (19)

1.一种转子，其具有沿着在上下方向上延伸的中心轴线排列的第1旋转体和第2旋转体，其中，

所述第1旋转体具有：

第1转子铁芯，其呈以所述中心轴线为中心的筒状；以及

多个第1磁铁，它们沿周向排列，

所述第1旋转体的外侧面具有在俯视时弯曲为圆弧状并且沿周向排列的多个第1外侧面，

所述第1外侧面是所述第1磁铁的外侧面或所述第1转子铁芯的外侧面，

所述第2旋转体位于比所述第1旋转体靠轴向下侧的位置，

所述第2旋转体具有：

第2转子铁芯，其呈以所述中心轴线为中心的筒状；以及

多个第2磁铁，它们沿周向排列，

所述第2旋转体的外侧面具有在俯视时弯曲为圆弧状并且沿周向排列的多个第2外侧面，

所述第2外侧面是所述第2磁铁的外侧面或所述第2转子铁芯的外侧面，

所述第1外侧面的曲率半径小于所述第2外侧面的曲率半径，

所述第1旋转体在轴向上比所述第2旋转体长。

2.根据权利要求1所述的转子，其中，

所述第1旋转体与所述第2旋转体的周向位置错开。

3.根据权利要求1所述的转子，其中，

所述转子还具有沿着所述中心轴线排列的第3旋转体，

所述第3旋转体位于比所述第2旋转体靠轴向下侧的位置，

所述第3旋转体具有：

第3转子铁芯，其呈以所述中心轴线为中心的筒状；以及

多个第3磁铁，它们沿周向排列，

所述第3旋转体的外侧面具有在俯视时弯曲为圆弧状并且沿周向排列的多个第3外侧面，

所述第3外侧面是所述第3磁铁的外侧面或所述第3转子铁芯的外侧面。

4.根据权利要求3所述的转子，其中，

所述第1旋转体、所述第2旋转体以及所述第3旋转体的周向位置分别错开。

5.根据权利要求3所述的转子，其中，

所述第3旋转体的轴向长度与所述第2旋转体的轴向长度不同。

6.根据权利要求5所述的转子，其中，

所述第1旋转体与所述第3旋转体的轴向长度相同。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的转子，其中，

在俯视时，所述第1外侧面的曲率中心、所述第2外侧面的曲率中心以及所述中心轴线分别位于不同的位置。

8.一种马达，其具有：

轴，其沿着所述中心轴线在上下方向上延伸，安装有权利要求1至7中的任意一项所述的转子；

轴承，其将所述轴支承为能够旋转；

定子，其与所述转子的径向外侧对置；以及

壳体，其收纳所述转子和所述定子。

9.根据权利要求8所述的马达，其中，

所述转子的旋转方向上的所述第1旋转体相对于所述第2旋转体的周向的位置偏移小于与所述转子的旋转方向相反的方向上的所述第1旋转体相对于所述第2旋转体的周向的位置偏移。

10.根据权利要求8所述的马达，其中，

在俯视时，所述第1外侧面的曲率中心、所述第2外侧面的曲率中心以及所述中心轴线分别位于不同的位置。

11.一种马达，其具有：

轴，其沿着所述中心轴线在上下方向上延伸，安装有权利要求3至7中的任意一项所述的转子；

轴承，其将所述轴支承为能够旋转；

定子，其与所述转子的径向外侧对置；以及

壳体，其收纳所述转子和所述定子。

12.根据权利要求11所述的马达，其中，

规定的旋转方向上的所述第1旋转体相对于所述第2旋转体的周向的位置偏移小于与所述规定的旋转方向相反的方向上的所述第1旋转体相对于所述第2旋转体的周向的位置偏移，

所述规定的旋转方向上的所述第2旋转体相对于所述第3旋转体的周向的位置偏移小于与所述规定的旋转方向相反的方向上的所述第2旋转体相对于所述第3旋转体的周向的位置偏移。

13.根据权利要求12所述的马达，其中，

所述第3外侧面的曲率半径小于所述第2外侧面的曲率半径。

14.根据权利要求13所述的马达，其中，

在所述规定的旋转方向上，所述第2旋转体相对于所述第1旋转体的周向的位置偏移与所述第3旋转体相对于所述第2旋转体的周向的位置偏移相同，

所述第3旋转体的表面的曲率半径与所述第1旋转体的表面的曲率半径相同。

15.一种转子，其包含沿着在上下方向上延伸的中心轴线排列的第1旋转体和第2旋转体，其中，

所述第1旋转体具有：

第1转子铁芯，其呈以所述中心轴线为中心的筒状；以及

多个第1磁铁，它们沿周向排列，

所述第1旋转体的外侧面具有：

多个第1外侧面，它们沿周向排列；以及

多个第2外侧面，它们沿周向排列，位于比所述第1外侧面靠轴向下侧的位置，

所述第1外侧面和所述第2外侧面是所述第1磁铁的外侧面或所述第1转子铁芯的外侧面，

所述第2旋转体位于比所述第1旋转体靠轴向下侧的位置，

所述第2旋转体具有：

第2转子铁芯，其呈以所述中心轴线为中心的筒状；以及

多个第2磁铁，它们沿周向排列，

所述第2旋转体的外侧面具有：

多个第3外侧面，它们沿周向排列；以及

多个第4外侧面，它们沿周向排列，位于比所述第3外侧面靠轴向下侧的位置，

所述第3外侧面和所述第4外侧面是所述第2磁铁的外侧面或所述第2转子铁芯的外侧面，

所述第1外侧面的曲率半径小于所述第2外侧面的曲率半径，

所述第3外侧面的曲率半径与所述第4外侧面的曲率半径不同，

所述第1外侧面在轴向上比所述第2外侧面长。

16.根据权利要求15所述的转子，其中，

所述第1外侧面的曲率半径与所述第3外侧面的曲率半径相同，

所述第2外侧面的曲率半径与所述第4外侧面的曲率半径相同。

17.根据权利要求15所述的转子，其中，

所述第1旋转体与所述第2旋转体的周向位置错开。

18.根据权利要求15至17中的任意一项所述的转子，其中，

在俯视时，所述中心轴线、所述第1外侧面的曲率中心以及所述第2外侧面的曲率中心排列在同一条线上，

在俯视时，所述中心轴线、所述第3外侧面的曲率中心以及所述第4外侧面的曲率中心排列在同一条线上。

19.根据权利要求15至17中的任意一项所述的转子，其中，

在俯视时，所述第1外侧面的曲率中心、所述第2外侧面的曲率中心以及所述中心轴线分别位于不同的位置，

在俯视时，所述第3外侧面的曲率中心、所述第4外侧面的曲率中心以及所述中心轴线分别位于不同的位置。

Images